武汉大学学报(医学版)   2016, Vol. 37Issue (2): 296-299   DOI: 10.14188/j.1671-8852.2016.02.029.
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引用本文 

杨越, 廖琦, 赵奇, 刘世清. 前路减压治疗颈椎骨质疏松性骨折的早期临床疗效及其对血清MMP-3与IL-6的影响[J]. 武汉大学学报(医学版), 2016, 37(2): 296-299. DOI: 10.14188/j.1671-8852.2016.02.029.
YANG Yue, LIAO Qi, ZHAO Qi, LIU Shiqing. Efficacy of Anterior Decompression on Cervical Osteoporotic Fractures and the Changes of Serum Levels of MMP-3 and IL-6[J]. Medical Journal of Wuhan University, 2016, 37(2): 296-299. DOI: 10.14188/j.1671-8852.2016.02.029.

作者简介

杨越,男,1989-,医学博士生,主要从事骨关节炎与脊柱脊髓疾病的研究

通讯作者

刘世清,男,1945-,教授,主要从事骨关节炎与脊柱脊髓疾病的研究

文章历史

收稿日期:2015-04-21
前路减压治疗颈椎骨质疏松性骨折的早期临床疗效及其对血清MMP-3与IL-6的影响
杨越 , 廖琦 , 赵奇 , 刘世清     
武汉大学人民医院骨科 湖北 武汉 430060
[摘要] 目的: 评价前路减压治疗颈椎骨质疏松性骨折的早期临床疗效及其对血清中基质金属蛋白酶-3 (MMP-3)和白细胞介素-6(IL-6)表达水平的影响。 方法: 对48例颈椎骨质疏松性骨折采用前路减压手术治疗,术前、术后JOA评分、Cobb’s角测量评价临床疗效,采取静脉血检测术前、术后的血清MMP-3与IL-6水平。 结果: 治疗预后优良率为91.7%,术后JOA评分与伤椎高度比显著升高,Cobb角和椎管占位率明显下降,术后的血清MMP-3与IL-6值都明显降低,手术前后对比差异有统计学意义(P<0.05)。术后随访6个月,浅表感染、内固定断裂及颈椎不稳等并发症发生率为4.16%。 结论: 前路减压治疗颈椎骨质疏松性骨折的预后效果佳,能充分减压,迅速恢复颈椎稳定性,改善脊柱功能,安全性高,其有效降低血清MMP-3与IL-6水平可能是其发挥临床疗效的机制之一。
关键词前路减压    颈椎骨质疏松性骨折    基质金属蛋白酶-3    白细胞介素-6    
Efficacy of Anterior Decompression on Cervical Osteoporotic Fractures and the Changes of Serum Levels of MMP-3 and IL-6
YANG Yue, LIAO Qi, ZHAO Qi, LIU Shiqing     
Dept. of Othopeadic, Renmin Hospital of Wuhan University, Wuhan 430060, China
[Abstract] Objective: To investigate the efficacy of anterior decompression on osteoporotic cervical fractures and its effect on inflammatory cytokines. Methods: A total of 48 cases of cervical osteoporotic fractures were treated with anterior decompression. The clinical efficacy was evaluated by JOA scores, height ratio of the injured vertebral body, Cobb angle, canal volume occupying ratio, serum levels of MMP-3 and IL-6. Results: The rate of excellent prognosis in the treatment group was 91.7%. JOA scores and height ratio of the injured vertebral body significantly increased, while the Cobb angle and canal volume occupying ratio, MMP-3 and IL-6 levels in the serum significantly decreased (P < 0.05). During the six-month follow-up, the rate of complications such as superficial infection, screw breakage and cervical instability was 4.16%. Conclusion: The effect of anterior decompression on osteoporotic cervical fractures and inflammatory cytokines is positive with complete decompression, reduction of cervical stability and improving spinal function. Effectively reducing the serum levels of MMP-3 and IL-6 may be one of the mechanisms of its clinical effectiveness.
Key words: Anterior Decompression    Cervical Osteoporotic Fracture    MMP-3    IL-6    

骨质疏松症是中老年人常见的疾患,表现为骨量减少、骨显微结构改变、脆性增加,其主要并发症是骨折,统计显示70岁以上人群每年发生骨折的概率是20%,严重影响中老年人的生活质量。其中骨质疏松性脊柱骨折最为常见,多见于胸腰椎骨折,但近年来颈椎骨折也并不少见,这与颈椎的解剖结构复杂性及活动范围较大有关[1, 2]。除了自身的骨折症状外,其也可以引起脊髓、神经根及血管受压而出现临床症状如四肢肌力下降等,需要进行早期治疗[3, 4]。脊柱减压是脊柱骨质疏松性骨折手术的目的之一,传统的减压方式是全椎板切除或半椎板切除[5]。虽然其具有减压充分、视野暴露清楚等优点,但由于切除了脊椎后柱大部分结构,可存在脊柱的稳定性差、生物力学产生复原不全、创伤大等问题,影响患者的预后康复[6]。自Bohler首次报道颈椎前路植骨融合后行钢板内固定术后,因其有效的减压和较小的创伤,在治疗颈椎病方面得到了广泛应用和发展,包括减压节段的不断尝试和扩大、内固定物新型材料的不断出现等,但是对于颈椎骨折采取前路融合术还存在较多争议[7],尤其是减压范围、固定节段、植骨方式选择等方面尚无定论,另外在对机体内环境如细胞因子的影响未见文献探讨。

研究显示,人基质金属蛋白酶(matrix metalloproteinases, MMPs)在骨质疏松和骨关节炎发挥重要作用,特别是破骨细胞表达的MMP-3, 能降解大量的细胞外基质成分,在关节软骨、骨吸收和骨破坏中起到重要作用。而骨与关节的不稳定性恰好是诱导MMP-3表达的重要原因之一[8]。而作为多功能细胞因子,白细胞介素(interleukin, IL)-6同样在骨代谢尤其是骨吸收进程有重要作用,研究显示骨折创伤、骨折迁延不愈、脊柱的不稳定等可能刺激其分泌增加,加重骨质疏松[9]。在脊柱骨质疏松性骨折患者的关节液中可以检测到多种细胞因子,患者有免疫调节紊乱和多种免疫细胞功能的改变,其中就有MMP-3及IL-6的显著变化[10]。本文旨在探讨前路减压治疗颈椎骨质疏松性骨折的临床疗效及其对MMP-3和IL-6细胞因子的影响,现报告如下。

1 资料与方法 1.1 研究对象

2010年9月到2014年6月选择在我院进行住院治疗的颈椎骨质疏松性骨折患者48例,病例纳入标准:符合颈椎骨折的诊断标准(X线摄片、CT扫描与MRI扫描辅助证实);发病周期在2周以内;临床表现主要为颈部疼痛,四肢肌力下降,感觉麻木及异常,大小便功能障碍等;无身体严重并发疾病;符合骨质疏松的诊断标准;年龄40-80岁;适应进行手术治疗;患者知情同意。排除标准:先天性椎弓根缺失者;脊柱骨折合并有重要脏器损伤者。其中男29例,女19例;年龄最小42岁,最大78岁,平均年龄(59.34±3.21)岁;致伤原因:坠落伤23例,车祸伤14例,挤压伤6例,其他5例;骨折部位分别为:C4 9例,C5 13例,C6 12例,C714例;Frankel脊髓损伤分级:B级4例,C级12例,D级16例,E级16例。所有患者均由同一组医师在知情同意下取得为期3到6月以上的随访复查。

1.2 治疗方法

行气管插管全身麻醉, 患者取仰卧位,肩背部垫高。手术选取以损伤椎体为中心颈左侧切口。纵行切开颈阔肌, 分开联合筋膜, 由颈血管鞘和内脏鞘之间钝性分离进入椎前间隙, 将气管、食管拉向内侧, 剥开椎前筋膜, C型臂透视机下定位针定位确定骨折椎体。探查并清除受破坏椎体、受累椎间盘、血肿及椎管内脊髓压迫物, 完全解除压迫。取自体骨植骨融合, 颈椎前路锁定钢板锁定。术中C型臂透视机透视确认内固定位置满意。术后进行常规引流缝合,所有患者都给予抗炎、脱水、预防性抗生素治疗,积极进行康复性功能锻炼。

1.3 观察指标

疗效观察:在术后进行总体疗效的评价,优:临床症状消失,可日常正常生活;良:轻度颈椎及四肢疼痛,日常活动不受限制;可:中度颈椎疼痛及四肢功能降低,日常活动受限制;差:重度颈椎疼痛及四肢功能障碍,日常活动严重受限制。

神经功能评价:所有患者在手术前后进行颈椎神经功能评分(JOA)并对比,主要观察上下肢运动感觉功能、马尾神经功能等。

脊柱功能评价:所有患者在手术前后进行Cobb角、伤椎高度比、椎管占位率等指标的测定与对比,其中Cobb角为头侧端椎上缘的垂线与尾侧端椎下缘垂线的交角。

细胞因子测定:所有患者在手术前后采集静脉血2-4 ml,静置30 min,2 000 r/min离心10 min,取上清的血清,分装于EP管中,置-80 ℃保存备用。采用双抗体夹心ELISA方法,测定人MMP-3和IL-6的含量,试剂盒分别来自上海森雄科技实业有限公司和晶美生物工程有限公司,严格按照操作说明书进行操作。

并发症观察:所有患者术后随访6个月,主要为浅表感染、脊柱不稳、螺钉断裂等。

1.4 统计学方法

采用SPSS 18.0软件进行分析,计量数据采用 x±s ,手术前后对比采用t检验或SNK-q检验,计数数据对比采用卡方分析,P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果 2.1 总体疗效

治疗后经过随访,优良率(疗效优良组之和)为91.7%,见表 1

表 1 总体临床疗效
2.2 神经及脊柱功能恢复

经过随访观察,术后JOA评分明显升高,Cobb角和椎管占位率明显下降,而伤椎高度比明显上升,手术前后对比差异明显(P<0.05)。见表 2图 1

表 2 神经及脊柱功能指标对比
图 1 患者术前术后颈椎侧位X线 A:示术前X线片显示伤椎高度比与Cobb角; B:示前路减压术后3月的伤椎高度与Cobb角
2.3 细胞因子影响

术后的血清MMP-3与IL-6值都明显降低,与术前对比差异明显(P<0.05), 见表 3

表 3 手术前后血清细胞因子对比(mmol/L,x±s)
2.4 并发症

所有患者术后随访6个月, 浅表感染(1例)、颈椎不稳(0例)、螺钉断裂(1例)等并发症发生率低(合计4.16%)。

3 讨论

流行病学调查显示,我国每年随着现代交通及工农业建设的迅速发展,外伤性脊柱骨折的发病率有提高的趋势,一般单纯脊柱骨折治愈后,功能障碍不大,而伴有脊柱骨质疏松性者,则可引起患者严重的预后残疾[11]。随着人口的老龄化,骨质疏松症的发病率不断增加,基于颈椎解剖结构的复杂性和活动度,颈椎骨折成为其主要并发症之一。颈椎骨质疏松性骨折除椎体骨折外,常伴有椎体附件骨折、韧带断裂、相邻椎间盘的损伤等复合损伤,其不仅破坏脊柱的稳定性,而且常合并高位脊髓损伤、神经根受压,给患者身心带来严重的影响[12]

众所周知,包括颈椎在内的脊柱骨质疏松性骨折多累及脊柱的前柱和中柱。传统后路减压手术如全椎板或半椎板切除具有操作简单、手术时间短、视野清楚的优点。但后路手术减压不确切,中柱减压不彻底,可能丢失椎体高度,形成椎管狭窄或内固定断裂、松动、失败等,导致预后效果不好。而前路减压手术较后路减压手术更为彻底,其可以在直视下切除椎管前方的致压物,必要时可行椎体次全切,并且配合内固定器械及植骨块直接重建前中柱骨折的椎体,有利于颈椎稳定[13]。前路减压手术的首要目的是彻底减压,这与患者的早期恢复和手术效果直接相关,远期目的在于稳定性的恢复和维持。本研究通过对比手术前后JOA评分、椎管占位率及优良率,提示减压有效性和彻底性均较高,患者早期有明显的症状改善。术者在减压范围的选择依赖于患者术前症状体征定位、CT及MRI等影像学检查提示,避免不必要的扩大减压导致的出血过多、脊髓损伤加重、脊柱失稳等。值得注意的是,老年患者可能并发后纵韧带骨化、椎管狭窄、椎间盘突出等,术中应一并解决。因此术前影像学资料的完善是不可或缺的,建议常规行MRI、CT及三维重建,后者在观察整体脊柱形态、有无异常骨化等方面有重要意义。颈椎稳定性对于患者远期预后有重要作用,依赖于内固定物位置、颈椎生物力学、椎体高度、椎体骨质量等。本研究通过对比手术前后发现术后的Cobb角明显下降,而伤椎高度比明显上升,表明该手术方式在恢复脊柱稳定性,尤其是对前中柱的生物力学保留有明显效果。其远期稳定性有待进一步观察,但有术后4年以上的患者尚未见脊柱失稳、内固定移位等现象。本术式植骨方式均为自体或异体同种骨移植,植骨融合成功率高,能有效恢复椎体高度和稳定性,但也有原材料稀缺和自体创伤等缺点,当前融合材料迅猛发展,人工骨材料不断优化,期待出现骨移植可靠替代材料。

MMPs在细胞外基质的降解和重塑过程中发挥重要作用,而一些促炎症细胞因子如IL-6会刺激成纤维细胞、巨噬细胞、滑膜细胞和软骨细胞产生MMPs[14],其中MMP-3可能不仅参与骨质疏松炎症,还是调节骨质破坏的重要因素,骨与关节的不稳定性会介导MMP-3的分泌增多[8]。而作为促炎症细胞因子,IL-6在在骨折患者的表达比较高,有研究显示IL-6水平与脊柱功能评分之间有微弱相关性[15]。相关文献提示,MMP-3与IL-6和骨质疏松成正相关,拮抗或敲除其对应基因小鼠可阻止骨小梁中破骨细胞的增殖而延缓骨质疏松发生[16]。本研究术后血清MMP-3与IL-6值都明显降低,可在一定程度上延缓骨质疏松的发展,而提高椎体骨质水平,在预防颈椎内固定移位、椎体再骨折等方面有重要意义。MMP-3和IL-6降低的可能机制是通过手术复位固定椎体骨折,阻断因骨与关节不稳而介导相关细胞因子表达,也有可能与术后应用抗炎药物及患者自身代偿恢复有关,其具体机制有待进一步研究。

总之,前路减压治疗颈椎骨质疏松性骨折的预后效果佳,能充分减压,迅速恢复颈椎稳定性,改善脊柱功能,安全性高,其有效降低血清MMP-3与IL-6水平可能是其发挥临床疗效的机制之一。

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